تحلیل پارامترهای تاثیرگذار بر تنش ضربه ای در درز ریل و مقایسه آن با تنش تماسی در حالت دینامیکی

درز ریل به عنوان یکی از نقاط بسیار حساس ریل ها، نقش بسیار تعیین کننده ای در خطوط راه آهن ایفا می کند. بنابراین تجزیه و تحلیل تنش ضربه ای که در هنگام عبور چرخ قطار از درز ریل به وجود می آید، یکی از ملزومات بسیار اساسی است. از این رو در این مقاله به بررسی تنش و جابه جایی دو سر ریل در محل درز ریل و پارامترهای تاثیرگذار بر آن پرداخته شده است. به لحاظ وجود پیچیدگی های حل در تحلیل دینامیکی مسئله عبور چرخ از روی ریل و اتصالات آن، در این تحقیق از نرم افزار LS DYNA استفاده شده است که قابلیت حل صریح1را داراست. در این مقاله اثرات بار محوری و سرعت به عنوان دو پارامتر بسیار مهم در حمل و نقل ریلی مورد بررسی قرار گرفته اند. سپس نسبت نیروی تماسی در محل تماس به بار محوری در حالت دینامیکی محاسبه شده است. همچنین اثر فاصله درز ریل نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. این بررسی ها برای پرو فیل ریل مورد استفاده در صنعت ریلی ایران (UIC60) انجام پذیرفته است. نتایج، حاکی از آن است که با افزایش بار محوری، تنش وارد شده به سر ریل در محل درز ریل افزایش می یابد، درحالی که با افزایش سرعت، تغییر محسوسی در تنش ایجاد شده احساس نمی شود. در راستای همین تحلیل، ضریبی تحت عنوان ضریب ضربه تنش، تعریف شده است که مقدار متوسط آن برابر 47/1 است و نشان دهنده نسبت تنش ضربه ای در محل درز ریل به تنش تماسی است. از طرف دیگر، اندازه نیروی تماسی بین چرخ و ریل حدود سه برابر بار محوری محاسبه شده است. بررسی فاصله درز ریل نیز نشان می دهد که با افزایش فاصله درز ریل، به مقدار تنش ضربه ای افزوده می شود، اما نرخ آن با افزایش بار کاهش می یابد.